Вміст мРНК, активність ключових ферментів антиоксидантної системи та швидкість газообміну при старінні дрозофіл, мишей і щурів - Автореферат

Зясування взаємин між активними формами кисню (АФК) і антиоксидантною (АО) системою було й залишається однією з пріоритетних проблем біохімії старіння. Між тим переважна більшість робіт, присвячених віковим змінам АО захисту, зводиться до порівняння середніх величин активності АО ферментів, тоді як не менш важлива, але складна проблема взаємовідносин АФК і АО системи і, зокрема, питання про узгодженість експресії генів та активності ключових АО ферментів з поглинанням кисню залишається практично невивченою. Для цього особливу увагу слід звертати на наступні обставини: 1) важливо знати не тільки середні величини, але й параметри розподілів досліджуваних показників; 2) корелятивні методи, незважаючи на їх відомі обмеження, є основними при зясуванні природи звязків між змінними величинами; 3) для диференціації видоспецифічних і загальнобіологічних закономірностей варто мати дані про декілька біологічних видів, що перебувають на різних рівнях еволюційного розвитку; 4) рішення таких завдань передбачає використання як адекватних біохімічних і аналітичних засобів, так і великих вибірок тварин різного віку. Мета роботи - зясувати особливості розподілу, корелятивної та кластерної структури звязків між показниками, що характеризують вміст МРНК та активність ключових АО ферментів і швидкість газообміну у тварин різного віку. Вперше встановлено, що: 1) розподіли багатьох з вивчених показників, зокрема, швидкості газообміну у мишей і щурів, а також вмісту МРНК СОД і каталази в популяціях молодих мишей відрізняються більшим діапазоном, ніж в популяціях старих тварин; 2) субпопуляція молодих дрозофіл з високими значеннями активності СОД і каталази характеризується низькою корелятивністю зазначених показників; 3) позитивна кореляція між вмістом МРНК СОД, каталази й ГП у печінці мишей при старінні не тільки не знижується, але й росте; 4) між активністю СОД, каталази, ГП і ГР печінки молодих і старих щурів існує позитивна кореляція; 5) ферментна пара каталаза - ГП, через яку регулюється рівень перекису водню, може бути однією із центральних ланок вікових змін АО системи ссавців; 6) результати тривимірного нелінійного та кластерного аналізу свідчать про те, що в старості відбуваються зміни структури звязків в АО системі, зокрема, ослаблення співвідношень між ГП і каталазою.У дисертаційній роботі вивчені вікові зміни вмісту МРНК та активності супероксиддисмутази (СОД), каталази, глутатіонпероксидази (ГП), глутатіонредуктази (ГР), глутатіонтрансферази і ксантиноксидази, а також швидкості газообміну (Vo2, Vco2) у комах (дрозофіл) та ссавців (мишей, щурів), що дозволяє зробити наступні висновки: 1. При старінні дрозофіл, мишей та щурів у цілому спостерігалося зменшення кількості особин з високим рівнем газообміну, вмісту МРНК та активності антиоксидантних (АО) ферментів. Активність каталази піддається найбільш значним змінам при старінні дрозофіл: у старих комах знижується її середня величина, росте коефіцієнт варіації й відсутня кореляція із активністю СОД і рівнем Vco2.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі вивчені вікові зміни вмісту МРНК та активності супероксиддисмутази (СОД), каталази, глутатіонпероксидази (ГП), глутатіонредуктази (ГР), глутатіонтрансферази і ксантиноксидази, а також швидкості газообміну (Vo2, Vco2) у комах (дрозофіл) та ссавців (мишей, щурів), що дозволяє зробити наступні висновки: 1. При старінні дрозофіл, мишей та щурів у цілому спостерігалося зменшення кількості особин з високим рівнем газообміну, вмісту МРНК та активності антиоксидантних (АО) ферментів.

2. Активність каталази піддається найбільш значним змінам при старінні дрозофіл: у старих комах знижується її середня величина, росте коефіцієнт варіації й відсутня кореляція із активністю СОД і рівнем Vco2.

3. У 89,6 % молодих дрозофіл виявлена висока позитивна кореляція між активністю супероксиддисмутази (СОД) і каталази (P<0,00000002). У решти 10,4 % особин, які характеризується найбільш високою активністю цих ферментів, така кореляція відсутня.

4. У щурів на фоні вікового зниження Vo2 і Vco2 не спостерігається зменшення середніх величин активності СОД, каталази, ГП та ГР.

5. Між активністю більшості вивчених АО ферментів печінки щурів виявлена позитивна кореляція, яка у цілому зберігається в старості. Тільки кореляція між активністю каталази й ГП стає незначною у старих тварин.

6. В печінці молодих та старих мишей знайдена позитивна корелятивна залежність між вмістом МРНК СОД, каталази та ГП, яка не змінюється при старінні.

7. Між вмістом МРНК та активністю СОД або каталази печінки молодих і старих мишей не виявлено корелятивної залежності, тоді як аналогічна кореляція для ГП негативна в молодих і позитивна в старих мишей.

8. Вікові зміни, виявлені при кластерному аналізі, свідчать про важливу роль пари ферментів каталаза - ГП в регуляції АО системи старих мишей.

1. Muradian Kh., Utko N., Fraifeld V., Mozzhukhina T., Pishel I., Litoshenko A. Superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase activities in the liver of young and old mice: linear regression and correlation //Arch. Geront. and Geriatr.- 2002.- V. 35. - P.205 - 214.

2. Muradian Kh., Utko N., Mozzhukhina T., Litoshenko A., Pishel I., Bezrukov V., Fraifeld V. Pair-wise linear and 3D nonlinear relationships between the liver antioxidant enzyme activities and the rate of body oxygen consumption in mice // Free Radical Biol. & Medicine. - 2002.- V.33, N12. - P.1736 -1739.

3. Утко Н.А., Мозжухина Т.Г., Пишель И.Н., Литошенко А.Я., Безруков В.В., Фрайфельд В.Э., Мурадян Х.К. Возрастные особенности корреляции между интенсивностью газообмена, температурой тела и активностью супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы печени мышей// Пробл. стар. и долг. - 2002. - Т. 11, №1. - С.23 - 29.

4. Мурадян Х.К., Утко Н.А., Мозжухина Т.Г., Пишель И.Н., Литошенко А.Я., Безруков В.В., Фрайфельд В.Э. Двух- и трехмерный анализ зависимостей между скоростью потребления кислорода, количеством митохондриального белка и активностью супероксиддисмутазы и каталазы печени мышей // Доповіді НАН України. - 2002. - №9. - С.165-169.

5. Мурадян Х.К., Утко Н.А., Мозжухина Т.Г., Пишель И.Н., Литошенко А.Я., Безруков В.В. Коррелятивные связи между активностью супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы печени мышей// Укр. біохім. ж. - 2003. - Т. 75, №1. - С. 33-37.

6. Мурадян Х.К., Утко Н.А., Мозжухина Т.Г., Пишель И.Н., Фрайфельд В.Э., Литошенко А.Я. Каталаза и глутатионпероксидаза: качественно различная корреляция со скоростью потребления кислорода // Укр. біохім. ж. - 2004. - Т. 76, № 3. - С. 36 - 41.

7. Мурадян Х.К., Утко Н.А., Мозжухина Т.Г., Пишель И.Н., Литошенко А.Я., Безруков В.В., Фрайфельд В.Э. Коррелятивные взаимоотношения между скоростью потребления кислорода, температурой тела и активностью ключевых антиоксидантных ферментов печени Mus Musculus // Ж. эвол. биохимии и физиологии. - 2004. - Т. 40, № 1.- С. 51 - 54.

8. Утко Н.А. Возрастные особенности распределений супероксиддисмутазной и каталазной активности, продукции СО2 и содержания белка у самцов имаго Drosophila melanogaster// Пробл. стар. и долг. - 2005. - Т. 14, № 3. - С. 217 - 225.

9. Утко Н., Пишель И., Устименко А., Безруков В., Бутенко Г. Экспрессия супероксиддисмутазы и каталазы в печени молодых и старых мышей // Доп. НАН України. - 2005. - N 11. - C. 160 - 164.

10. Utko N. Superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and reductase in the heart of hypergravity-treated and aging rats // J. Gravitational Phys. - 2005.- V. 12.- P. 103 - 104.

11. Frolkis V.V., Limareva A.A., Utko N.A., Pishel I.N., Fraifeld V.E., Mozhukhina T.G., Butenko G.M., Litoshenko A.Y., Muradian Kh.K. Antioxidant enzymes activity and malone dialdehyde content in the liver and heart of intact and aurintricarboxylic acid-treated young and old mice // Abstrt. 4th European congress on biogerontology, Berlin (Germany). In: Gerontologie und Geriatrie, 1999, v. 32, №2, P. II/7.

12. Утко Н. Взаимосвязь про- и антиоксидантных систем при старении // Матер. II Укр. конф. молодих вчених, присв. памяті акад. Фролькіса В.В. - Київ, 2001. - С. 119.

13. Utko N., Muradian Kh. Correlative links between the rate of gaseous exchange and antioxidant enzymes in the heart of young and old mice // 17th Congress of the Intern. Assoc. of Gerontology.- Vancouver (Canada), 2001. - P. 620-621.

14. Утко Н.А. Коррелятивные связи между уровнем газообмена и активности ключевых антиоксидантных ферментов печени молодых и старых мышей //Матер. III Укр. конф. молодих вчених, присв. памяті акад. Фролькіса В.В. - Киев, 2002. - С. 198.

15. Утко Н.А., Пишель И.Н., Безруков В.В., Мурадян Х.К. Корреляция между активностью супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы печени молодых и старых мышей// Матер. VIII Українськ. біохім. зїзду.- Чернівці, 2002.- Укр. біох. ж. - 2002. - Т.74 №4а.- С. 89 - 90.

16. Мурадян Х.К., Мозжухина Т.Г., Утко Н.А., Пишель И.А., Безруков В.В. Парные линейные и непарные трехмерные методы оценки коррелятивных связей между активностью антиоксидантных ферментов // Матер. VIII Укр. біохім. зїзду. - Чернівці, 2002. - Укр. біох. ж. - 2002. - Т.74 №4б (додаток 2). - С.188-189.

17. Утко Н.О., Мурадян Х.К. Зміни взаємозвязків ферментів антиоксидантної системи при старінні// XVI зїзд фізіологів України. - Вінниця, 2002. - Фізіол. ж. - 2002.- т.48, №2. - С. 155-156.

18. Утко Н.А. Двух- и трехмерный анализ коррелятивных связей между некоторыми физиологическими и биохимическими показателями, характеризующими состояние про- и антиоксидантной систем при старении// Матер. IV Укр. конф. молодих вчених, присв. памяті акад. Фролькіса В.В. - Киев, 2003. - С. 241-242.

19. Muradian Kh., Utko N., Timchenko A., Fraifeld V. Correlative analysis of the links between the antioxidant enzyme activities and metabolic rate in Drosophila melanogaster // The 4th Congress of the Federation of the Israel Soc. for Exp. Biol. - Eilat (Israel), 2005. - P. 292.

20. Utko N. Superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and glutathione reductase in the heart of hypergravity-treated and aging rats // 9th Eur. Symp. on Life Sci. Res. in Space and 26th Annual Intern. Grav. Phys. Meeting. - Cologne (Germany), 2005. - P. 262-263.

21. Утко Н.А. Возрастные особенности корреляционных взаимосвязей между уровнем выделения СО2 и активностью ключевых антиоксидантных ферментов у Drosophila melanogaster //Матер. VI Укр. конф. молодих вчених, присв. памяті акад. Фролькіса В.В. - Киев, 2005. - С. 179 - 180.

22. Безруков В., Утко Н., Пишель И., Устименко А., Бутенко Г., Мурадян Х. Газообмен и треморегуляция у мышей разного возраста. Популяционный анализ //IV Національний конгрес геронтологів і геріатрів України. - Київ, 2005. - Проблемы стар. и долг.- 2005. - Т. 14, приложение.- C. 7.

23. Мурадян Х., Утко Н., Пишель И., Устименко А., Безруков В., Бутенко Г. Экспрессия супероксиддисмутазы и каталазы в миокарде мышей разного возраста //IV Нац. конгрес геронт. і геріатр. України. - Київ, 2005. - Проблемы стар. и долг.- 2005. - Т. 14, приложение.- C.38 - 39.

24. Утко Н. Интенсивность метаболизма и активность супероксиддисмутазы и каталазы в популяциях молодых и старых дрозофил //IV Національний конгрес геронтологів і геріатрів України. - Київ, 2005. - Проблемы стар. и долг. - 2005. - Т. 14, приложение.- C.55.

25. Утко Н., Пишель И., Устименко А., Безруков В., Бутенко Г., Мурадян Х. Возрастные изменения экспрессии супороксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы в печени мышей //IV Нац. конгрес геронт. і геріатр. України. - Київ, 2005. - Пробл. стар. и долг.- 2005. - Т. 14, приложение.- C.56.

Размещено на .ru